JPH01238341A - 高速光バス - Google Patents

高速光バス

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JPH01238341A
JPH01238341A JP63066489A JP6648988A JPH01238341A JP H01238341 A JPH01238341 A JP H01238341A JP 63066489 A JP63066489 A JP 63066489A JP 6648988 A JP6648988 A JP 6648988A JP H01238341 A JPH01238341 A JP H01238341A
Authority
JP
Japan
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optical
phase
clock
delay
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP63066489A
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English (en)
Inventor
Isamu Takano
高野 勇
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速光バスに関し、特に電子計算機。
電子交換機等の情報処理システムにおける高速光バスに
関する。
〔従来の技術〕
電子交換機を用いた情報処理の高速化・分散化が進むに
つれ、大容量情報を高速且つ高品質で伝送可能な光ファ
イバを用いた高速光バスの必要性が高まりつつある。
第2図は、N本の光ファイバを用いた従来の高速光バス
の一例のブロック図である。
第2図において、200は送信部、201〜2ONはデ
ータ線、2ON+1は同期線、211〜21N+−1は
電気/光変換部(EO)、221〜22N+lは光ファ
イバ、231〜23N+lは光/電気変換部(OE)、
241〜24N+1は広帯域アンプ(A)、281〜2
8Nは識別再生回路(DEC)、290は受信部である
送信部200から送信される同期クロック及びこの同期
クロックに同期したN本の並列情報は、各々同期線2O
N+1及びデータ線201〜2ONを用いて伝送され、
N+1個の電気/光変換部211〜21N+1で電気信
号から光信号に変換される。この光信号がN+1本の光
ファイバ221〜22N+1を用いて受信側へ伝送され
、受信側のN+1個の光/電気変換部231〜23N+
1で電気信号に変換され、同期クロック及び受信情報と
なる。更に、前述のN本のデータ線201〜2ONを用
いて伝送された受信情報は、同期線2ON+1を用いて
伝送された同期クロックと識別再生回路281〜28N
とを用いて、波形の識別整形及び再生を行い、受信部2
90に情報を伝送している。
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図に示す従来例に於て、電気/光変換部211〜2
1N+1.光/電気変換部231〜23N+1.広帯域
アンプ241〜24N+1は、−般に、トランジスタ等
の電気素子や、レーザダイオード、発光ダイオード等の
発光素子、及び、アバランシェフォトダイオード等の受
光素子から構成されており、これら各素子は個々に特性
のばらつきを有している。例えば、電気素子では波形の
応答特性のばらつき、発光素子では発光波長のばらつき
、更には各素子の温度特性のばらつきである。光ファイ
バ221〜22N+1においては、ファイバの分散特性
などのばらつきである。高速に並列データ伝送を行う場
合、特にこれらの素子特性のばらつきや送信される信号
のパターン効果が、受信情報のデータ間のスキュー(位
相歪)や信号間の遅延ばらつきを増大させる。また、布
設されるケーブル間の距離精度によっても信号間の位相
ばらつきは生じてしまう。受信部290においては、前
記同期線2ON+1を用いて送信された同期クロツタと
識別再生回路281〜28Nとを用いて受信情報の信号
波形の識別再生を行い、データ間のスキューおよび信号
間の遅延ばらつきを吸収していた。しかしながら、同期
クロックおよび受信情報は、素子特性のばらつきや送信
信号のパターン効果などのために波形ジッタを有してい
る。さらには、受信情報のスキューなどの吸収に用いる
同期クロックと受信情報との位相関係は、バス布設時に
一意的に定まる。このため、受信情報間及び同期クロッ
クとの相互の位相関係が最適な状態にあるとは限らず、
加えて受信情報及び同期クロックのジッタのために、識
別再生回路281〜28Nを用いて波形の識別再生をす
る際の符号誤りの発生率が高くなる。そのため、送信部
200、受信部290間での伝送誤り率が低下する。
このような欠点は、光ファイバを用いた高速光バスのよ
り一層の高速化を阻む要因となっている。
本発明は上記欠点に鑑みてなされたものであり、並列に
送信されたデータ間の位相状態が同位相と゛なるように
受信データの位相を制御する高速光バスを提供すること
になる。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の高速光バスは、N個の情報系列が各々入力され
るN個の電気/光変換器と、このN個の電気/光変換器
に一端が各々接続されたN本の光ファイバと、このN本
の光ファイバの出力を直接若しくは光学レンズを介して
入力するN個の光/電気変換器と、このN個の光/電気
変換器に従続接続され電気信号の伝播時間を可変とする
N個の電気信号遅延手段と、このN個の電気信号遅延手
段の出力からクロック成分を粗抽出するN個のタイミン
グ粗抽出手段と、1個の電圧制御クロック発生器と、こ
の電圧制御クロック発生器の出力信号である基準クロッ
ク信号と前記N個のタイミング粗抽出手段の出力として
得られる租いクロック成分との位相比較を各々行うN個
の位相比較器とを含み、このN個の位相比較器のうち予
め定めた位相比較器の出力を前記電圧制御クロック発生
器の周波数/位相制御信号としてもちい残りのN−1個
の位相比較器は前記粗いクロック成分の各々に対応する
前記電気信号遅延手段に遅延制御信号を各々出力するよ
うにして構成される。
〔作用〕
送信部からN本の光ファイバで伝送されたN個の情報は
、光/電気変換器で電気信号に変換され、増幅された後
電気信号遅延手段を介して2分岐される。2分岐された
データ信号のうち一方は、タイミング粗抽出回路へ入力
され、自データから粗いクロック信号を抽出する。この
タイミング粗抽出回路で抽出されたN個の粗いクロック
信号は、各々の位相比較器に入力される。このN個の位
相比較器では、受信部に設けられた電圧制御クロック発
生器の出力した同期クロック信号が共通に入力され、N
個の粗いクロック信号との位相比較が行われる。このN
個の位相比較器のうち予め定めた1個の位相比較器の出
力信号は、電圧制御クロック発生器の制御信号として電
圧制御クロック発生器の周波数/位相の制御を行う。残
りN−1個の位相比較器の出力信号は、広帯域増幅器に
従続に設けられているN−1個の電気信号遅延手段に対
して、位相比較結果にもとづき、電圧制御クロック発生
器の出力した同期クロック信号とN−1個の各々の粗い
クロック信号とを同位相とするべく、遅延量の制御を行
う。これによってN個のタイミング信号、すなわち、粗
いクロック信号と同期クロック信号とは全て同位相とな
り、この同期クロック信号で電気信号遅延手段の出力信
号を識別再生するため、データ間のスキューおよび信号
間の遅延ばらつきの吸収が可能となり、データ間の同期
を確実に取ることが可能となる。
〔実施例〕
以下に、本発明の実施例について説明する6第1図は本
発明の一実施例を示すブロック図である。
100は送信部、101〜IONはデータ線、111〜
IINは電気/光変換部(E○)、121〜12Nは光
ファイバ、131〜13Nは光/電気変換部(○E)、
141〜14Nは広帯域増幅回路(A)、151〜15
Nは電気信号遅延回路(DL)、181〜18Nは識別
再生回路(DEC)、161〜16Nはタイミング粗抽
出回路(TIM)(rPCM通信の基礎と新技術」 (
昭43−6−10)産報p、2B2を参照の事)、17
1〜17Nは位相比較器(PC)、180は電圧制御タ
ロツク発生器(VC○)、190は受信部である。
送信部100から送信されるN個の並列情報は、データ
線101〜IONを用いて伝送され、N個の電気/光変
換部111〜IINにおいて電気信号から光信号へ変換
されたのち、N本の光ファイバ121〜12Nに送出さ
れる。光ファイバ121〜12Nに送出された光信号は
、N個の光/電気変換部131〜13Nに結合される。
この場合、結合効率を高めるために、光学レンズを用い
て光結合を行うことがある。N個の光/電気変換部13
1〜13Nにおいて光信号から電気信号に変換されたN
個の並列データ情報は、N個の広帯域増幅器141〜1
4Nによって充分な増幅レベル(例えばIVp−p)に
なるように増幅される。この広帯域増幅器141〜14
Nで増幅された信号は、可変遅延量を持つ電気信号遅延
回路151〜15Nへ入力される。受信データを遅延さ
せたN個の電気信号遅延回路151〜15Nの出力信号
は2分岐され、そのうち一方の信号がN個のタイミ〉・
グ粗抽出回路161〜16Nへタイミング抽出情報とし
て入力される。タイミグ粗抽出回路161〜16Nでは
、電気信号遅延回路151〜15Nから入力された受信
情報から粗いクロック成分を抽出し、この信号を自己抽
出クロックとして出力する。
受信情報からクロック成分を抽出する方法を゛自己タイ
ミング抽出方式′°と呼び、例えば、SAWフィルタ(
弾性表面波フィルタ)を用いた方法が知られているが、
本発明では受信情報から粗いクロック成分を抽出するの
みでよいため、SAWフィルタを用いる必要はなく、デ
ータの変化点検出を行い論理操作でクロック成分を粗抽
出する簡単な回路構成で良い。
タイミング粗抽出回路161〜16Nで抽出された粗い
各々の自己抽出クロックは位相比較器171〜17Nへ
入力される。一方、電圧制御クロック発生器180で発
生された同期クロックは、N個の位相比較器171〜1
7Nへ基準位相の同期クロックとして共通に入力される
。位相比較器171〜17Nでは、タイミング粗抽出回
路161〜16Nから入力される粗いクロックとの位相
差検出を行い、予め定めた位相比較器17N出力(本実
施例ではN番目の系列を用いているが、任意の1番目で
あってもよい)は、電圧制御タロツク発生器180の周
波数/位相がN番目の粗いクロックと同期するようにそ
の制御信号として電圧制御クロック発生器180に入力
される。N−1個の位相比較器171〜17N−1の出
力は、電気信号遅延回路151〜15N−1に対して遅
延量の増減を制御する制御信号となる。電気信号遅延回
路151〜15N−1では、位相比較器171〜17N
から入力される制御信号によって遅延量を変化し、電気
信号状態にある受信情報の位相を変える。
電気信号遅延回路151〜15N−1の総遅延量を必要
以上に設定することは高周波特性を劣化させる原因とな
り兼ねないなめ、伝送ビットレートとの兼合で決定する
ことが必要である(例えば、1タイムスロット分に設計
する)。また、電気信号遅延回路151〜15N−1の
初期遅延量としては、遅延量の増減動作に余裕を持つな
めにも、総遅延量の1/2の遅延量になるように位相比
較器171〜17N−1からの制御信号を設定する必要
がある。さらに、電気信号遅延回路15Nの総遅延量く
設定量可変範囲)は、電気信号状態回I¥8151〜1
5N−1の制御動作が飽和しないためにも、電気信号遅
延回路151〜15N−1の総遅延量よりも若干大きな
値に設計する必要がある。
電気信号遅延回路151〜15Nの実現方法としては同
軸ケーブル、通常の受動素子等種々考えられるが、本実
施例では高性能、高密度遅延素子をM区間と、高分解能
可変機構とを組合わせた超高速遅延回路を一例として延
べる。その−例としては、ECLゲートと超高速遅延回
路とを組合わせたプログラマブル遅延回路(例えば、ニ
ルメック社製=6ビツト超高速デイレーラインPDEタ
イプ)がある。これらプログラマブル遅延回路は、nビ
ットのアドレスを有しており、このアドレスを外部から
電気的に設定することによって遅延時間を設定すること
ができる。例えば、エルメック社製のPDEタイプは、
入力及び出力がECLゲートでバッファされている。ま
た内部に論理ゲートを有しているため電源電圧として一
5Vおよび一2Vを供給して用いる。このような高性能
遅延回路は、高速、高精度に電気信号の遅延時間を制御
することができる。
このようにして、電気信号遅延回路151〜15Nによ
って同位相となった並列の受信データは、電気素子9発
光素子、受光素子の特性のばらつき、光ファイバの分散
特性などのばらつき、送信信号のパターン効果によって
生じるデータ間のスキューおよび信号間の遅延ばらつき
が吸収された状態となっている。したがって、識別回路
181〜18Nにおいてこの受信データを、電圧制御ク
ロック発生器180で発生した同期クロックを用いて識
別再生することにより、受信部190に対して、遅延ば
らつき、スキューを取り除いた、並列受信情報間で同期
の取れたデータを送ることが可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、同期クロックの位相およ
び位相ジッタによる伝送誤り特性を従来の構成による高
速光バスに比べて著しく改善できる効果があり、また、
送信部から受信部へ同期クロックを伝送しないので、構
成回路数が少くてすみ、より小さい回路規模で高速光バ
スを実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
従来の高速光バスの一例を示すブロック図である。 100・・・送信部、101〜ION・・・データ線、
111 NIIN・・・電気/光変換器、121〜12
N・・・光ファイバ、131〜13N・・・光/電気変
換器、141〜14N・・・広帯域アンプ、151〜1
5N・・・電気信号遅延回路、161〜16N・・・タ
イミング粗抽出回路、171・・・17N・・・位相比
較器、180・・・電圧制御クロック発生器、181〜
18N・・・識別再生回路、190・・・受信部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N個の情報系列が各々入力されるN個の電気/光変換器
    と、このN個の電気/光変換器に一端が各々接続された
    N本の光ファイバと、このN本の光ファイバの出力を直
    接若しくは光学レンズを介して入力するN個の光/電気
    変換器と、このN個の光/電気変換器に従続接続され電
    気信号の伝播時間を可変とするN個の電気信号遅延手段
    と、このN個の電気信号遅延手段の出力からクロック成
    分を粗抽出するN個のタイミング粗抽出手段と、1個の
    電圧制御クロック発生器と、この電圧制御クロック発生
    器の出力信号である基準クロック信号と前記N個のタイ
    ミング粗抽出手段の出力として得られる粗いクロック成
    分との位相比較を各々行うN個の位相比較器とを含み、
    このN個の位相比較器のうち予め定めた位相比較器の出
    力を前記電圧制御クロック発生器の周波数/位相制御信
    号としてもちい残りのN−1個の位相比較器は前記粗い
    クロック成分の各々に対応する前記電気信号遅延手段に
    遅延制御信号を各々出力することを特徴とする高速光バ
    ス。
JP63066489A 1988-03-18 1988-03-18 高速光バス Pending JPH01238341A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738590A (ja) * 1993-06-01 1995-02-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 並列/直列バスにおけるエラー検出および回復システム
US5469284A (en) * 1991-12-16 1995-11-21 At&T Ipm Corp. Optical packet switch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5469284A (en) * 1991-12-16 1995-11-21 At&T Ipm Corp. Optical packet switch
JPH0738590A (ja) * 1993-06-01 1995-02-07 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 並列/直列バスにおけるエラー検出および回復システム

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